Todo lo que necesita saber sobre el GPS y sus usos

Casi todos los dispositivos inteligentes usan GPS para rastrear y monitorear su ubicación y otras actividades físicas a distancia. Le ayuda a navegar del Punto A al Punto B.

Pero, ¿sabe cómo hace esto el GPS, cómo funciona el GPS y cuáles son sus otros usos?

Bueno, discutiremos lo mismo aquí en este artículo. Comprendamos cómo funciona el sistema GPS, para qué se usa, qué tan preciso es y cómo funcionan sus receptores y módulos.

Una breve historia del GPS

Los humanos han estado practicando la navegación durante millones de años con la ayuda del Sol, la Luna y las estrellas. El sistema de posicionamiento global GPS es un avance de la misma tecnología en el siglo XX, utilizando tecnología de la era espacial.

El primer vistazo al GPS se vio cuando Rusia lanzó su primer satélite Sputnik 1 en 1957. Poco después, el Departamento de Defensa de EE. UU. comenzó a explorar las capacidades de geolocalización para la navegación submarina.

Aunque el GPS se puso a disposición del público en 1983 por el gobierno de los EE. UU., el control de los datos lo mantuvo el propio gobierno. Fue solo en el año 2000 cuando las empresas y el público finalmente obtuvieron acceso completo al uso de GPS.

¿Qué es el GPS y cómo funciona?

GPS, o Sistema de Posicionamiento Global, proporciona mediciones de navegación, posicionamiento y tiempo. El sistema de rastreo GPS utiliza satélites, receptores y algoritmos para sincronizar varias ubicaciones, datos de tiempo y velocidad. La sincronización de un sistema GPS se utiliza para viajes por tierra, mar y aire.

El sistema de navegación GPS está administrado por el Gobierno de los Estados Unidos y puede ser de libre acceso para cualquier persona con solo un receptor GPS. El sistema consta de una red de 24 satélites que el Departamento de Defensa de los Estados Unidos coloca en la órbita terrestre.

Aunque el sistema de rastreo GPS se hizo principalmente para el uso de aplicaciones militares, estuvo disponible para que lo usaran los civiles durante la década de 1980.

Elementos clave del GPS

Un sistema de rastreo GPS se compone de tres elementos diferentes, también conocidos como segmentos. Estos segmentos funcionan en conjunto para brindarle información de ubicación.

Los tres segmentos que constituyen elementos clave del sistema GPS indio son:

• Espacio/Satélites: El primer elemento son los satélites que orbitan la Tierra en el espacio. Estos satélites transmiten señales de datos a los usuarios sobre su ubicación geográfica y hora del día.
• Control terrestre: El control terrestre, también conocido como "segmento de control", consta de una antena terrestre, estaciones maestras de control y estaciones de monitoreo en la Tierra. Las actividades en el segmento de control incluyen operar y rastrear los satélites en el espacio y monitorear sus transmisiones. Estas estaciones de monitoreo se encuentran en todos los continentes del mundo, incluidos Europa, América del Norte y del Sur, Asia, África y Australia.
• Equipo de Usuario: Es el equipo receptor y transmisor de GPS del usuario final. Estos incluyen elementos como teléfonos inteligentes, relojes y otros dispositivos telemáticos.

¿Cómo funciona la tecnología GPS?

Comprendamos cómo funciona el GPS en detalle mediante la comprensión de la tecnología y los conceptos utilizados detrás de él.

El sistema de rastreo GPS funciona con una técnica única conocida como trilateración. Con esta técnica, puede calcular la velocidad, la elevación y la ubicación recopilando señales de satélites para determinar la información de la ubicación de salida.

(Nota: Sin embargo, la palabra 'trilateración' a menudo se confunde con el término 'triangulación', que es una técnica utilizada para medir ángulos, no distancias).

Entonces, en palabras simples, los satélites que orbitan la Tierra en el espacio envían señales que deben leerse e interpretarse a través de un dispositivo GPS ubicado cerca o sobre la superficie de la Tierra. Para calcular la ubicación exacta, un dispositivo de rastreo GPS debería poder leer señales de al menos cuatro satélites.

En estos círculos de red, cada satélite orbita la Tierra dos veces al día mientras envía una señal, tiempo y parámetros orbitales únicos. El dispositivo de rastreo GPS puede leer señales de seis o más satélites en cualquier momento dado.

Entonces, cuando un dispositivo GPS capta una señal de microondas emitida por un solo satélite, calcula la distancia entre el dispositivo GPS y el satélite. Pero, como el GPS solo puede calcular la distancia desde un satélite, un solo satélite no es suficiente para proporcionar la información requerida sobre la ubicación.

Además, los satélites no proporcionan ninguna información sobre los ángulos, por lo que la ubicación elegida por el dispositivo GPS podría ser de cualquier parte de la superficie terrestre.

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¿Cómo rastrea el GPS la ubicación exacta?

Bueno, estamos en un mundo tridimensional, y el mismo sirve para determinar la ubicación exacta usando GPS. Entendamos mejor este fenómeno.

Cada vez que se envía una señal por satélite, se crea un círculo con un radio que mide la distancia desde el dispositivo de rastreo GPS hasta el satélite en particular. De manera similar, cuando un segundo satélite envía una señal, se vuelve a crear otro círculo.

Esto reduce la ubicación a uno de dos puntos, donde los dos creados por diferentes satélites se cruzan. Ahora, nuevamente, cuando un tercer satélite también envía una señal, la ubicación del dispositivo se puede determinar con precisión, en el punto de intersección de los tres círculos.

Sin embargo, debido al mundo tridimensional, podemos determinar que las señales enviadas por los satélites no crean círculos, sino esferas. La intersección de estas tres esferas crea dos puntos de intersección, y el punto más cercano a la Tierra se elige como ubicación GPS.

Usos de la tecnología GPS

Hoy en día, los sistemas de rastreo GPS son utilizados por todas las industrias para diferentes propósitos. El rastreador GPS se usa diariamente para calcular mediciones de tiempo precisas, seguimiento de ubicación, navegación y más. Comprendamos los principales usos del GPS:

• Ubicación: le ayuda a determinar una posición precisa.
• Navegación: Le permite ir de un lugar a otro.
• Seguimiento: Le permite monitorear continuamente el movimiento de una persona o un objeto.
• Mapeo: lo ayuda a crear mapas GPS para el mundo.
• Cronometraje: Le permite tomar medidas de tiempo con mucha precisión.

Ejemplos de usos del GPS

• Situaciones de emergencia: en el momento de una emergencia o un desastre natural, los socorristas utilizan un sistema de rastreo GPS para mapear, seguir y predecir el clima. También ayuda en el seguimiento del personal de emergencia. Garantiza que se brinde ayuda oportuna para proteger a las personas en tiempos difíciles.

• Transporte: mientras navega, puede usar una función de GPS como la optimización de rutas que lo ayudará a ahorrar combustible y tiempo. Las organizaciones de comercio electrónico, las marcas de entrega, las empresas de logística, etc., utilizan sistemas de rastreo de vehículos por GPS para garantizar entregas oportunas y aumentar la productividad.

• Salud y estado físico: la tecnología portátil, como los relojes inteligentes, realiza un seguimiento de su actividad física, como correr. Estos relojes GPS utilizan el rastreador GPS para calcular la distancia recorrida mientras corres o caminas.

• Juegos: el seguimiento por GPS se usa de manera muy destacada en los juegos en vivo. Ayuda a los jugadores a colaborar de diferentes países y jugar. Por ejemplo, en el juego Pokemon Go, se utilizó el GPS para jugar en varios lugares.

• Militar: uno de los principales usos del GPS es en el ejército para navegar, guiar, rastrear y monitorear fuerzas, tropas enemigas, activos militares y misiles. El GPS ayuda al ejército a identificar ubicaciones para ataques aéreos y operaciones militares.

Precisión de los sistemas GPS

El sistema de rastreo GPS le permite ubicar, navegar, mapear y rastrear varias ubicaciones, pero ¿qué tan preciso es el rastreador GPS?

El rastreador GPS funciona muy bien en áreas abiertas donde los factores externos como edificios altos, árboles o edificios no crean molestias. Además de esto, la precisión de la ubicación del GPS depende de varios factores y variables que se enumeran a continuación:

• Disturbios físicos: la hora estimada de llegada calculada por el sistema de rastreo GPS puede ser inexacta debido a factores físicos como grandes montañas, árboles, edificios y más.

• Altura: el GPS no puede determinar la altura a la que se coloca el dispositivo o teléfono inteligente conectado.

• Condiciones climáticas: Las fuertes tormentas, lluvias o tormentas solares pueden tener un efecto directo en los sistemas de rastreo por GPS.

• Falla en el Satélite: Puede haber una obstrucción en el modelo orbital del satélite que impacte negativamente en la precisión de los rastreadores GPS. Sin embargo, este escenario se está volviendo raro ahora.

• Errores de cálculo: el dispositivo de rastreo GPS puede experimentar fallas cuando el hardware en el que se usa no está diseñado para cumplir con las especificaciones del hardware.

• Interferencias externas: el dispositivo de rastreo GPS puede enfrentar interferencias causadas por falsificaciones o dispositivos de interferencia.

¿Cómo usar un GPS falso?

Los usuarios que no quieran revelar su ubicación real tienen la opción de usar un GPS falso. Para usar una ubicación GPS falsa, siga los pasos a continuación:

• Desde Google Play Store, descargue 'Ubicación GPS falsa - Joystick GPS'.
• Después de la instalación, haga clic en 'Establecer ubicación' y seleccione la ubicación falsa con la ayuda de las líneas de longitud y latitud.
• Haga clic en 'Inicio> Se requiere permiso de dibujo> Configuración.
• Haga clic en la opción 'Permitir' sobre otras aplicaciones y vuelva a la aplicación.
• Haga clic en 'Inicio' para habilitar su ubicación simulada.
• Vaya a 'Configuración > Acerca de' en su teléfono para encontrar el Número de compilación, siga tocándolo hasta que llegue al 'Modo de desarrollador'.
• Vuelva a 'Configuración > Opciones de desarrollador y, debajo de la ubicación simulada, haga clic en 'GPS Joystick'.
• Vaya a la aplicación 'GPS Joystick' y presione 'Iniciar'.

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Una descripción general de los sistemas globales de navegación por satélite (GNSS)

GNSS, el Sistema Global de Navegación por Satélite transmite información orbital y de tiempo con una red de satélites que se utilizan para la navegación y para determinar las mediciones de posicionamiento. Esta constelación de satélites transmite información de tiempo y posicionamiento a los receptores GNSS, que luego se utilizan para determinar una ubicación precisa.

GNSS consiste principalmente en dos segmentos: segmento de control y segmento de usuario.

El segmento de control es una red de estaciones de monitoreo, control maestro y carga de datos que se encuentran en todo el mundo. Cuando estas estaciones reciben una señal del satélite, hacen una comparación entre las posiciones reclamadas por el satélite y los modelos de órbita.

En consecuencia, en estas estaciones de control, la posición de los satélites para garantizar que su trayectoria orbital es precisa. Las estaciones de control también se aseguran de que el satélite esté en óptimas condiciones para garantizar una precisión óptima.

Ahora, en cambio, el segmento de usuarios está compuesto por los equipos que se encargan de recibir las señales satelitales. Este equipo utiliza el tiempo y la ubicación orbital de un mínimo de cuatro satélites para determinar una posición. Para resolver y evitar errores de tiempo, el segmento de usuarios utiliza antenas para recibir e identificar las señales de buena calidad.

Algunos ejemplos de GNNS son el sistema de posicionamiento global (GPS) NAVSTAR de EE. UU., Galileo de Europa y el sistema de navegación por satélite BeiDou de China. Además, globalmente, el rendimiento y la eficiencia de cualquier sistema GPS se basan en cuatro parámetros que se mencionan a continuación:

• Exactitud
• Integridad
• Continuidad
• Disponibilidad

Dispositivos GPS vs GNSS Vs GPRS

Aquí está la diferencia entre GPS, GNSS y GPRS:

¿Qué son los chips y módulos de receptor GPS?

Los chips y módulos GPS pueden proporcionar a los usuarios información instantánea sobre la hora y la ubicación en cualquier parte de la Tierra. Los chips del receptor GPS brindan información sobre la ubicación en longitud, latitud y altitud.

Los chips receptores de GPS están diseñados para recibir información sobre dónde se encuentra cada satélite en un momento dado. Estos mismos receptores se utilizan en el sistema GPS para automóviles y en el sistema GPS para bicicletas. Constantemente trazan la ubicación cambiante del automóvil o la bicicleta en el mapa electrónico, que luego proporciona las instrucciones correspondientes para llegar al destino ingresado.

La mayoría de los chips de receptores GPS se basan en los siguientes tres componentes.

• Antena: Recibe señales y tiene potencial antiinterferencias.
• Receptor: Es una unidad procesadora que convierte las señales de radio en una solución de navegación.
• Unidad de Control: Proporciona una interfaz para el control del receptor. para mostrar la información de posicionamiento.

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